KR20130103770A - Alkali-free glass for flat panel display and melting process thereof - Google Patents

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KR20130103770A
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Abstract

본 발명에서는 플랫 패널 디스플레이를 위한 알칼리프리 알로미노보로실리케이트 유리 및 그 용융 공정이 개시된다. 상기 유리는 54~68% 의 SiO2, 10.8~17.1% 의 Al2O3, 7.6~12.5% 의 B2O3, 0.2~1.8% 의 MgO, 4.2~15% 의 CaO, 0.6~7.1% 의 SrO, 0.1~5% 의 BaO, 0.2~1% 의 ZnO, 0.01~1.54% 의 ZrO2 및 0.1~1.3% 의 SnO+SnO2 로 구성된다. 본 발명의 알루미노보로실리케이트 유리는 환경에 심각한 오염을 초래할 수 있는 비소 및 안티몬을 포함하지 않으며, 유리 내의 기체 내포물 함량이 소정의 공정에 의해 감소되어 유리 품질이 향상된다.In the present invention, an alkali free aluminoborosilicate glass and a melting process thereof for a flat panel display are disclosed. The glass comprises 54-68% SiO 2 , 10.8-17.1% Al 2 O 3 , 7.6-12.5% B 2 O 3 , 0.2-1.8% MgO, 4.2-15% CaO, 0.6-7.1% SrO, 0.1-5% BaO, 0.2-1% ZnO, 0.01-1.54% ZrO 2 and 0.1-1.3% SnO + SnO 2 . The aluminoborosilicate glass of the present invention does not contain arsenic and antimony which can cause serious pollution to the environment, and the gas inclusion content in the glass is reduced by a predetermined process to improve glass quality.

Description

플랫 패널 디스플레이를 위한 알칼리프리 유리 및 그 용융 공정 {Alkali-free Glass for Flat Panel Display and Melting Process Thereof}Alkali-free Glass for Flat Panel Display and Melting Process Thereof}

본 발명은 유리의 기술분야에 속하며, 알칼리프리 알루미노보로실리케이트 유리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플랫 패널 디스플레이를 위한 알루미노보로실리케이트 유리에 관한 것이다.
FIELD OF THE INVENTION The present invention belongs to the technical field of glass and relates to alkali-free aluminoborosilicate glass, and more particularly to aluminoborosilicate glass for flat panel displays.

액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정을 두 개의 유리 기판 사이에 개재시킴으로써 형성되며, 전압을 가하여 디스플레이를 구현한다. 유리 기판은 두 가지의 기능을 가지는데, 첫째로는, 액정을 특정된 두께로 유지하고; 둘째로는, 구동에 필요한 투명 전극 및 스위치 소자들을 함유하는 것이다. 두 유리 기판 사이에는 공간이 존재하는데, 이는 5~10μm 의 엄격한 치수를 가진다.Liquid crystal displays (LCDs) are formed by interposing a liquid crystal between two glass substrates, and apply a voltage to implement a display. The glass substrate has two functions, firstly, to keep the liquid crystal at a specified thickness; Secondly, it contains transparent electrodes and switch elements necessary for driving. There is a space between the two glass substrates, which has a rigid dimension of 5-10 μm.

LCD 기술의 개발에 대응하여 상이한 조성 및 물성을 가지며 상이한 방법에 의해 조제되는 다양한 유리 기판들이 제공되어 있다. LCD는 유리 기판의 물성 및 LCD 플랫 패널에 대한 매우 높은 요구조건들을 가진다. LCD의 유리 기판에 대한 요구조건들은 아래와 같다.In response to the development of LCD technology, various glass substrates having different compositions and physical properties and prepared by different methods are provided. LCDs have very high requirements for the properties of glass substrates and LCD flat panels. The requirements for LCD glass substrates are as follows.

첫째로, 정확한 치수에 대한 요구조건이 있다: 고성능 디스플레이의 제조 공정은 반복되는 정밀 포토리소그래피(photolithography)를 포함하며, 기판의 외곽 치수의 가공 정확도가 1/10mm 에 이를 것이 요구된다. 가장 중요한 것으로, 표면 평탄도 및 두께에 대한 요구조건이 매우 엄격하다. 액티브 매트릭스 LCD의 두 기판에 정확도가 보장되지 않는다면, 풀 스페이스(두 기판 사이의 공간)는 국부적 오차를 가질 것이며, 이는 전기장 및 픽셀들에 직접적인 영향을 미쳐 불균일한 그레이스케일 및 색상을 초래할 것이다. 낮은 평탄도를 가진 기판도 포토리소그래피 공정에서 문제를 유발하는데, 예를 들어, 광(光)이 전체 표면에 집중되지 못하고 전기회로 내에 결함이 발생할 수 있다. 근접 인쇄를 사용하는 경우, 휘어진 기판은 포토마스크를 손상시킬 수 있다. 기판의 평탄도의 편차에는 단순 휨, 전체 기판의 파형 무늬, 및 나노미터 분자 단위의 조도(粗度)가 포함된다.First, there is a requirement for accurate dimensions: The manufacturing process of high performance displays involves repeated precision photolithography, and the machining accuracy of the outer dimensions of the substrate is required to be 1/10 mm. Most importantly, the requirements for surface flatness and thickness are very stringent. If the accuracy of the two substrates of the active matrix LCD is not guaranteed, the full space (space between the two substrates) will have a local error, which will directly affect the electric field and the pixels, resulting in uneven grayscale and color. Substrates with low flatness also cause problems in the photolithography process, for example, light may not concentrate on the entire surface and defects may occur in the electrical circuit. When using proximity printing, the warped substrate may damage the photomask. Variations in the flatness of the substrate include simple warpage, wavy patterns of the entire substrate, and roughness in nanometer molecular units.

둘째로, 열저항에 대한 요구조건이 있다: 열저항은 주로 온도 물성 및 열수축과 관련되는데, 이들 사이에는 내부적 연관이 있다. 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)를 제조하는 공정에서, 기판에는 반복적으로 열처리가 가해진다. p-SiTFT 타입의 LCD는 조제시 625℃ 까지 가열될 수 있는데, 기판은 이 온도에서도 점성 유동 없이 강성을 유지할 것이 요구된다. 그러하지 못한다면, 유리는 냉각중에 왜곡되어 열응력뿐만 아니라 치수 변화를 초래한다. 유리는 변형온도(strain temperature) Tst 아래에서만 이러한 특성을 가진다. 따라서 이와 같은 유리 기판의 Tst 는 625℃ 를 초과해야 하고, 만약을 위해 25℃ 를 더하면, 이와 같은 유리 기판의 Tst 는 적어도 650℃ 이상이어야 한다. 기판은 Tst 아래에서도 구조 완화에 의해 여전히 치수 변화를 나타낸다는 점이 밝혀진 바 있다.Second, there is a requirement for thermal resistance: thermal resistance is mainly related to temperature properties and heat shrinkage, with an internal connection between them. In the process of manufacturing a thin film transistor (TFT), the substrate is repeatedly subjected to heat treatment. LCDs of the p-SiTFT type can be heated to 625 ° C during preparation, and the substrate is required to maintain rigidity even at this temperature without viscous flow. If not, the glass is distorted during cooling resulting in dimensional change as well as thermal stress. Glass has this property only below the strain temperature T st . Thus, the T st of such glass substrates should exceed 625 ° C., and if added for 25 ° C., the T st of such glass substrates should be at least 650 ° C. or higher. It has been found that the substrate still exhibits dimensional change even under T st due to structure relaxation.

디스플레이는 제조 공정 중에 수 차례 온도 상승 및 강하를 반복적으로 및 급속도로 거치게 되는데, 이는 필연적으로 유리 기판의 구조 완화 및 치수 변화를 초래하고, 이는 포토리소그래피 평판 제조용 전자회로의 편차로 이어진다. 그러므로, 전체 기판 성분의 수축하는 치수는 회로 내의 가장 가느다란 라인의 폭의 소부분, 즉 수 미크론일 것이 요구된다. 수백 밀리미터의 치수를 가진 디스플레이에 있어서 허용되는 수축의 양은 단지 수백만 분의 일이다. 해상도 향상을 위해 회로 내 라인의 폭은 점점 더 가늘어지고 있으나, 디스플레이의 치수는 점점 더 커지고 있다. 자동 보상 기술로 포토리소그래피 공정 중의 열수축에 의한 편차를 보완할 수 있지만, 낮은 열수축률은 여전히 필요하다.The display undergoes repeated and rapid temperature rises and drops several times during the manufacturing process, which inevitably leads to structural relaxation and dimensional change of the glass substrate, leading to variations in the electronics for photolithographic flat panel manufacturing. Therefore, the shrinking dimension of the entire substrate component needs to be a small part of the width of the thinnest line in the circuit, i.e. several microns. For displays with dimensions of hundreds of millimeters, the amount of shrinkage allowed is only a few million. Lines in circuits are getting thinner and thinner to improve resolution, but displays are getting bigger and bigger. Automatic compensation techniques can compensate for thermal shrinkage during the photolithography process, but low thermal shrinkage is still required.

셋째로, 화학적 안정성에 대한 요구조건이 있다: 기판 유리는 디스플레이 제조 공정 내의 다양한 화학적 처리를 견뎌낼 수 있어야 한다. 예를 들어, α-Si 액티브 매트릭스 LCD는 7개층 이상의 박막 회로를 가지며, 따라서 층 수에 대응하는 수의 부식 단계들을 필요로 한다. 부식제 및 세정제에는 강한 산성부터 강한 알칼리성의 것들이 있는데, 예컨대 10% 초과의 NaOH, 10% 초과의 H2SO4, 농축 HNO3, 10%의 HF-HNO3, 농축 H3PO4 등이 있다. 기판에 대한 화학적 안정성의 요구조건은 모든 타입의 유리 제품에 대해 가장 엄격한 요구조건 중 하나라고 할 수 있다.Third, there is a requirement for chemical stability: the substrate glass must be able to withstand the various chemical treatments in the display manufacturing process. For example, an α-Si active matrix LCD has more than seven thin film circuits, and thus requires a number of corrosion steps corresponding to the number of layers. Caustic and detergents range from strong acidic to strong alkaline, such as more than 10% NaOH, more than 10% H 2 SO 4 , concentrated HNO 3 , 10% HF-HNO 3 , concentrated H 3 PO 4 and the like. The chemical stability requirements for substrates are one of the most stringent requirements for all types of glassware.

넷째로, 표면 결함 및 내부 결함에 대한 요구조건이 있다: 기판들은 높은 표면 품질 및 내부 품질을 가져야 하며, 제조된 회로의 모서리 및 표면에는 긁힘 또는 얼룩이 없어야 한다. 회로 손상을 방지하기 위해 결함은 수 미크론 미만이어야 할 것이다. 내부의 기포 및 내포물은 픽셀 크기의 소부분인 경우 허용되는데, 예를 들어 100㎛ 픽셀 치수를 가진 디스플레이는 50㎛ 치수의 내포물을 함유할 수 있으며, 결함 면적의 최대 허용 한계는 단일 픽셀 면적의 25% 이다.Fourth, there is a requirement for surface defects and internal defects: substrates should have high surface quality and internal quality, and there should be no scratches or stains on the edges and surfaces of the fabricated circuits. Defects should be less than a few microns to prevent circuit damage. Internal bubbles and inclusions are acceptable if they are a small fraction of pixel size, for example a display with a 100 μm pixel dimension may contain inclusions of 50 μm dimensions and the maximum allowable limit of defect area is 25 of a single pixel area. % to be.

다섯째로, 알칼리 제한에 대한 요구조건이 있다: 고유행렬 LCD의 제조 공정에서 열처리의 온도는 350℃ 미만이며, 소다석회유리 기판이 사용될 수 있다. 표면에 SiO2 의 조격층(阻隔層)을 도금하여 Na+ 가 회로 내로 이동하는 것을 방지하는 방법이 널리 사용되고 있다. 그러나 열처리의 온도가 Tst 에 근접하면, 조격층은 Na+ 가 이동하는 것을 거의 방지하지 못한다. 비고유행렬 LCD(액티브 메트릭스 LCD)에서는, 기판에 α-Si 또는 p-Si 소자의 제조로 인해 열처리 온도가 매우 높은데, α-Si 소자의 경우보다 열처리 온도가 더 높은 p-Si 소자에서 특히 그러하다. 열처리 온도는 TFT 소자를 제조하는 공정에 주로 의존한다. 게이트 유전물질 SiNx 의 도금은 600℃ 를 넘는 높은 온도를 요구하고 기판으로부터의 Na+ 는 이 때 조격층을 통과할 수 있기 때문에, 이러한 방식의 LCD 기판은 가능한 한 낮은, 바람직하게는 0에 다다르는 알칼리 함량을 가져야 할 것이다.Fifthly, there is a requirement for alkali limitation: in the manufacturing process of high matrix LCD, the temperature of heat treatment is less than 350 ° C., soda lime glass substrate can be used. A method of plating Na sintering layer of SiO 2 on the surface to prevent Na + from moving into the circuit is widely used. However, if the temperature of the heat treatment is close to T st , the intervening layer hardly prevents Na + from moving. In non-native matrix LCDs (active matrix LCDs), the heat treatment temperature is very high due to the manufacture of α-Si or p-Si devices on the substrate, especially in p-Si devices with higher heat treatment temperatures than in the case of α-Si devices. Do. The heat treatment temperature mainly depends on the process of manufacturing the TFT element. Since the plating of the gate dielectric SiNx requires a high temperature of more than 600 ° C. and Na + from the substrate can pass through the tidal layer at this time, the LCD substrate in this manner is as low as possible, and preferably reaches zero alkali. Should have content.

미국등록특허 제5811361호, 제5851939호, 제6329310호 등에는 TFT-LCD를 위한 기판 유리가 아래의 기본 물리적 특성을 가져야 함을 언급한다:U.S. Pat.Nos. 5811361, 5851939, 6329310 and the like mention that substrate glass for TFT-LCDs should have the following basic physical properties:

1. TFT-LCD용 유리 기판에 있어서 기판의 제조 온도에 따라 가열에 의한 팽창 및 냉각에 의한 수축에 따른 손상을 감소시키기 위해, 유리의 열팽창계수가 충분히 낮아야 하며, 일반적으로 40×10-7/℃ 이어야 한다.1. In the glass substrate for TFT-LCD, the coefficient of thermal expansion of glass should be sufficiently low in order to reduce the damage caused by expansion by heating and shrinkage by cooling according to the manufacturing temperature of the substrate, and generally 40 × 10 -7 / Should be ℃.

2. TFT-LCD용 유리 기판에 있어서 기판의 제조 온도에 따라 반복적 가열이 발생시키는 부피 수축 및 치수 불안정성을 감소시키기 위해, 유리의 변형점이 적어도 650℃ 를 초과해야 한다.2. In the glass substrate for TFT-LCD, in order to reduce the volume shrinkage and dimensional instability caused by repeated heating depending on the manufacturing temperature of the substrate, the strain point of the glass must exceed at least 650 ° C.

3. 대형 플랫 패널 디스플레이의 경량화에 대한 점증하는 요구를 만족시키기 위해, 유리의 밀도는 2.6g/cm3 미만이어야 하며, 경량일수록 좋다.3. In order to meet the growing demand for lightweight flat panel displays, the density of glass should be less than 2.6 g / cm 3 , the lighter the better.

그 외에도, 시장 수요를 충족시키기 위해 LCD의 대형 치수, 높은 화질, 높은 광도 등을 향해 LCD가 발전해 감에 따라, TFT-LCD 액정 유리 기판은 보다 우수한 성능을 가질 필요가 있다.In addition, as LCDs develop toward the large dimensions, high image quality, high brightness, and the like of LCDs to meet market demand, TFT-LCD liquid crystal glass substrates need to have better performance.

LCD는 "배면투과식(背透式)" 조사 모드를 사용하여 디스플레이를 제공한다. 백라이트의 광의 이용률이 높지 않으므로, 광도가 CRT, PDP 및 OLED 등에 비해 열등하다. 광도를 증가시키는 것이 언제나 LCD의 개발 방향이었다. 그러므로 유리 기판의 광투과율의 증가는 보다 우수한 기능으로 이어질 수 있다. 현재, 주요 유리 기판들의 광투과율은 90%에 도달하였다.The LCD provides the display using a "back-permeable" irradiation mode. Since the utilization rate of the light of the backlight is not high, the luminous intensity is inferior to that of CRT, PDP and OLED. Increasing brightness has always been the direction of LCD development. Therefore, the increase in the light transmittance of the glass substrate can lead to a better function. At present, the light transmittance of major glass substrates has reached 90%.

LCD의 치수가 커짐에 따라, 생산원가를 저감시키기 위해 유리 기판의 면적도 커지고 있다. 두께가 1mm 미만이면서 면적이 1m2 를 초과하는 기판을 용이하게 구현할 수 있고, 일부 제조업자들 중에는 심지어 6m2 초과의 기판을 구현하기도 한다. 이처럼 얇은 유리 기판은 사용 및 운송 중 쉽사리 파손되며 중력에 의해 유리에 처짐(下垂)이 발생된다. 얇으면서 넓은 기판의 처짐 문제는 기판의 제조에 어려움을 초래한다. 따라서, 유리 기판에 외부의 힘 또는 자체 중력에 따른 왜곡이 거의 혹은 전혀 발생하지 않도록 하기 위해, 유리 기판의 휨강도를 증가시키는 것이 유리 기판의 손상을 감소시키는 데에, 그리고 유리 기판의 운송 및 제조에 유리하다.As the size of the LCD increases, the area of the glass substrate also increases in order to reduce production costs. Substrates less than 1 mm in thickness and larger than 1 m 2 can be easily implemented, and some manufacturers even implement substrates larger than 6 m 2 . Such thin glass substrates are easily broken during use and transportation, and the glass is sag due to gravity. The problem of sagging of thin and wide substrates causes difficulties in the manufacture of the substrates. Therefore, in order to prevent little or no distortion of the glass substrate due to external forces or self-gravity, it is desirable to increase the bending strength of the glass substrate in order to reduce damage to the glass substrate, It is advantageous.

현재 LCD 유리 기판을 생산하기 위한 성숙(成熟)된 방법 중 오버플로우 몰딩 방법이 가장 널리 사용된다. 이 방법에 의해 생산되는 유리 기판은 후처리에 표면 연마가 필요하지 않기 때문이다. 그러나 이 방법은 생산 공정의 높은 제어 수준이 요구된다. 유량, 온도, 및 스트레칭 기계의 장력이 동시에 정확히 제어되어야 하며, 약간의 변화라도 스트레칭 기계에 과도한 장력을 발생시켜 유리 기판의 파단을 일으킬 수 있다. 유리 기판의 파단이 발생하면, 기판을 다시 인도하는 등의 작업에 오랜 시간이 소요되고, 이는 생산 효율 및 양품의 수율을 감소시킨다. 그러므로 오버플로우 몰딩의 공정 중 기판의 파단을 방지하기 위해 LCD 유리 기판에는 높은 휨강도 또한 요구된다.Currently, overflow molding is the most widely used method for producing LCD glass substrates. This is because the glass substrate produced by this method does not require surface polishing for post-treatment. However, this method requires a high level of control of the production process. The flow rate, temperature, and tension of the stretching machine must be precisely controlled simultaneously, and even slight changes can cause excessive tension in the stretching machine and cause the glass substrate to break. If the breakage of the glass substrate occurs, it takes a long time to deliver the substrate again, etc., which reduces the production efficiency and yield of good products. Therefore, high bending strength is also required for LCD glass substrates to prevent breakage of the substrate during the process of overflow molding.

근래에는 LCD의 대형화 및 초대형화 경향에 따라 액티브 매트릭스 LCD의 TFT 타입은 경량일 것이 요구되고 기판은 얇아지는 경향이 있어, 경량화를 달성하기 위해 기판의 강도 증가 및 자체 하중 감소가 요구된다.In recent years, due to the trend toward larger and larger LCDs, the TFT type of the active matrix LCD is required to be lighter, and the substrate tends to be thinner, so that the strength of the substrate and the reduction of its own load are required to achieve the weight reduction.

일반적으로, 40×10-7/℃ 미만의 열팽창계수, 650℃ 초과의 변형점, 및 2.6g/cm3 미만의 밀도와 같이 LCD 유리 기판에서 요구되는 물성을 달성하기 위해, 선택되는 알칼리프리 유리는 일반적으로 RO-Al2O3-B2O3-SiO2 시리즈의 유리에 속한다.In general, alkali-free glass is chosen to achieve the required physical properties in LCD glass substrates, such as coefficients of thermal expansion below 40 × 10 −7 / ° C., strain points above 650 ° C., and densities below 2.6 g / cm 3. Generally belongs to the glass of RO-Al 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 series.

환경보호에 대한 요구조건이 점차 더 엄격해짐에 따라, As2O3, Sb2O3 등과 같은 정제제의 사용이 점차적으로 제한되고 있다. 현재 유럽연합 국가들은 비소를 포함하는 제품들이 유럽연합 시장에 진입하는 것을 금지하고 있다. 본 발명은 따라서 As 및 Sb를 포함하지 않는 제품의 실현에 중점을 두고 있다.As the requirements for environmental protection become increasingly stringent, the use of tablets such as As 2 O 3 , Sb 2 O 3, etc. is gradually being restricted. EU countries currently prohibit products containing arsenic from entering the EU market. The present invention therefore focuses on the realization of products that do not contain As and Sb.

스토크스의 법칙에 따르면, 용융된 유리 내에서 표면으로 상승하는 기포의 속도는 용융된 유리의 점도에 반비례한다. 즉, V=2r2g(ρ-ρ')/9η 로서, V는 기포의 상승 속도를 나타내고, r은 기포의 반지름을 나타내고, g는 중력가속도를 나타내고, ρ는 유리의 밀도를 나타내고, ρ'는 기포 내 기체의 밀도를 나타내며, η은 용융된 유리의 점도를 나타낸다. 기포 내포물의 원활한 방출을 보장하기 위해서는, 용융된 유리의 점도가, 특히 고온에서의 점도가 가능한 한 낮은 것이 바람직하다.According to Stokes Law, the velocity of bubbles rising to the surface in the molten glass is inversely proportional to the viscosity of the molten glass. That is, as V = 2r2g (ρ−ρ ′) / 9η, V denotes a bubble rising speed, r denotes a bubble radius, g denotes a gravitational acceleration, ρ denotes a glass density, and ρ 'denotes a Represents the density of the gas in the bubble, and η represents the viscosity of the molten glass. In order to ensure smooth release of the bubble inclusions, it is preferred that the viscosity of the molten glass is as low as possible, especially at high temperatures.

기체의 포함(기포)은 유리에 있어 주요한 결함으로서, 이는 상당히 복합적인 근원에서 비롯되는데, 일부는 일괄 용융시 공간 내의 공기이고, 일부는 다양한 화합물의 분해에 의해 생성된 기체이며, 일부는 반응용기 재료(예컨대, 내화성 재료)로부터 방출된 기체이다. 종래에는 비소 또는 안티몬을 정제제로 사용함으로써 이러한 기체 내포물을 제거하였으나, 이들은 환경에도 인체에도 유해하다. 따라서 본 발명은 비소 및 안티몬의 함량이 매우 낮은 유리, 바람직하게는 비소 및 안티몬을 함유하지 않는 유리의 생산에 중점을 둔다. 기체 내포물이 제품의 품질에 미치는 효과에 대해서는 다음의 정량적 지표가 있다: 상업적으로 생산된 유리(유리 기판) 내의 기체 내포물의 함량은 유리의 킬로그램 당 1 개의 기체 내포물 이하이어야 한다(지름이 0.5mm 를 초과하는 기체 내포물은 결함으로 간주된다). 1kg 이상인 유리에 대해서는, 상기 지표를 바람직하게는 유리의 킬로그램 당 0.5 개의 기체 내포물로 한다. 2kg 이상인 유리에 대해서는, 상기 지표를 바람직하게는 유리의 킬로그램 당 0.3 개의 기체 내포물로 하되, 적을수록 좋음은 물론이다.
Gas inclusion (bubble) is a major defect in glass, which comes from a fairly complex source, some of which are air in the space upon batch melting, some of which are gases produced by the decomposition of various compounds, and some of which are reaction vessels. Gas released from a material (eg, a refractory material). Conventionally, such gas inclusions have been removed by using arsenic or antimony as tablets, but they are harmful to the environment and human body. The present invention therefore focuses on the production of glass having a very low content of arsenic and antimony, preferably glass free of arsenic and antimony. The following quantitative indicators of the effect of gas inclusions on product quality are: The content of gas inclusions in commercially produced glass (glass substrates) should be less than one gas inclusion per kilogram of glass (0.5 mm in diameter). Excess gas inclusions are considered defects). For glass weighing 1 kg or more, the indicator is preferably 0.5 gas inclusions per kilogram of glass. For glass weighing 2 kg or more, the indicator is preferably 0.3 gas inclusions per kilogram of glass, the smaller the better.

본 발명의 목적은 유해물질 As2O3 및 Sb2O3 를 함유하지 않으면서도 낮은 밀도, 낮은 열팽창계수, 높은 변형점, 높은 화학적 안정성, 높은 휨강도 및 높은 광투과율을 가지는 알칼리프리(alkali-free) 유리를 제공하려는 것이다.
An object of the present invention is an alkali-free low density, low coefficient of thermal expansion, high strain point, high chemical stability, high bending strength and high light transmittance without containing harmful substances As 2 O 3 and Sb 2 O 3 ) To provide glass.

상기 목적을 실현하기 위해, 본 발명은 플랫 패널 디스플레이를 위한 알칼리프리 유리로서 중량비로 54~68% 의 SiO2, 10.8~17.1% 의 Al2O3, 7.6~12.5% 의 B2O3, 0.2~1.8% 의 MgO, 4.2~8% 의 CaO, 0.6~7.1% 의 SrO, 0.1~5% 의 BaO, 0.2~1% 의 ZnO, 0.01~1.54% 의 ZrO2 및 0.1~1.3% 의 SnO+SnO2 로 구성되는 것을 특징으로 하는 알칼리프리 유리가 제공된다. 본 발명에 따른 알칼리프리 유리는 전술한 종래기술에 따른 결함들을 극복한다.In order to realize the above object, the present invention is an alkali free glass for flat panel display, 54 to 68% SiO 2 , 10.8 to 17.1% Al 2 O 3 , 7.6 to 12.5% B 2 O 3 , 0.2 ~ 1.8% MgO, 4.2-8% CaO, 0.6-7.1% SrO, 0.1-5% BaO, 0.2-1% ZnO, 0.01-1.54% ZrO 2 and 0.1-1.3% SnO + SnO An alkali free glass is provided, which is composed of two . The alkali free glass according to the invention overcomes the deficiencies according to the prior art described above.

유리에서 MgO+SrO+BaO 의 중량비는 0~12% 이다. The weight ratio of MgO + SrO + BaO in the glass is 0-12%.

유리의 광투과율은 93~97 이다.The light transmittance of glass is 93-97.

유리의 변형점은 650~685℃ 이다.The strain point of glass is 650-685 degreeC.

유리의 열팽창계수는 0~300℃ 의 범위에서 30×10-7/℃ 내지 40×10-7/℃ 이다.The coefficient of thermal expansion of glass is 30x10 <-7> / degreeC-40x10 <-7> / degreeC in the range of 0-300 degreeC .

유리의 액상온도는 1110~1210℃ 이다.The liquidus temperature of glass is 1110-1210 degreeC.

유리의 밀도는 2.300~2.550g/cm3 이다.The density of glass is 2.300 ~ 2.550 g / cm 3 .

알칼리프리 알루미노보로실리케이트 유리의 제조 공정은 다음과 같다:The manufacturing process of the alkali free aluminoborosilicate glass is as follows:

(1) 유리의 원료로서 중량비로 54~67% 의 SiO2, 13~18% 의 Al2O3, 7~12% 의 B2O3, 0~1.8% 의 MgO, 3~10% 의 CaO, 0.2~8% 의 SrO, 0.1~7% 의 BaO, 0.001~1.5% 의 ZnO, 0.001~1.0% 의 ZrO2 및 0.01~1.0% 의 정제제를 준비하고;(1) As raw materials for glass, 54 to 67% of SiO 2 , 13 to 18% of Al 2 O 3 , 7 to 12% of B 2 O 3 , 0 to 1.8% of MgO, and 3 to 10% of CaO Preparing 0.2-8% SrO, 0.1-7% BaO, 0.001-1.5% ZnO, 0.001-1.0% ZrO 2 and 0.01-1.0% of a tablet;

(2) 상기 (1)단계에 따른 원료를 1500~1620℃ 의 온도 범위에서 4 시간 동안 온전히 반응시켜 비금속 내화성 재료의 제1 용기 내에서 유리 용액을 획득하고 유리 용액을 제2 용기로 도입하며;(2) reacting the raw material according to step (1) intact for 4 hours in a temperature range of 1500 to 1620 ° C. to obtain a glass solution in the first container of the nonmetallic refractory material and introducing the glass solution into the second container;

(3) 제2 용기 내의 유리 용액을 1640℃ 에서 40~75분 동안 보온하고 1600℃ 에서 40~120분 동안 보온하며; (3) keeping the glass solution in the second container at 1640 ° C. for 40-75 minutes and at 1600 ° C. for 40-120 minutes;

(4) 상기 (3)단계에서 획득되는 용액을 금속 몰드에 도입하고 냉각하여 평판을 형성한 후 어닐링(退火)하여, 열팽창계수가 0~300℃ 범위에서 28~39×10-7/℃ 이고, 밀도가 2.5g/cm3 이하이며, 탄성계수가 70GPa 이상인 알칼리프리 유리를 획득한다.(4) The solution obtained in step (3) is introduced into a metal mold and cooled to form a flat plate, followed by annealing, and the thermal expansion coefficient is 28 to 39 × 10 −7 / ° C. in the range of 0 to 300 ° C. And an alkali free glass having a density of 2.5 g / cm 3 or less and an elastic modulus of 70 GPa or more.

본 발명에 따른 알칼리프리 유리는 광투과율이 500~650nm 파장 범위에서 93% 를 초과하고, 휨강도가 110MPa 를 초과하고, 변형점이 650℃ 를 초과하고, 열팽창계수가 0~300℃ 범위에서 28~39×10-7/℃ 이고, 액상온도가 1250℃ 미만이고, 밀도가 2.35~2.55g/cm3 이고, 탄성계수가 70GPa 를 초과하며, 점도가 액상온도에서 15000 푸아즈를 초과한다.
The alkali-free glass according to the present invention has a light transmittance of more than 93% in the wavelength range of 500 to 650 nm, a bending strength of more than 110 MPa, a strain point of more than 650 ° C., and a thermal expansion coefficient of 28 to 39 at a range of 0 to 300 ° C. × 10 −7 / ° C., liquid phase temperature below 1250 ° C., density 2.35 to 2.55 g / cm 3 , modulus of elasticity above 70 GPa, and viscosity above 15000 poise at liquid phase temperature.

본 발명에서는 SrO+BaO+MgO의 함량 및 CaO/(SrO+BaO+MgO) 의 비율을 제어함으로써, 유리의 휨강도를 110MPa 를 초과하도록, 바람직하게는 118MPa 를 초과하도록, 보다 바람직하게는 130MPa 를 초과하도록 더 증가시키고, 그 결과 대형 유리 기판의 제조 공정에서 왜곡을 감소시키는 효과를 제공한다.
In the present invention, by controlling the content of SrO + BaO + MgO and the ratio of CaO / (SrO + BaO + MgO), the bending strength of the glass is more than 110MPa, preferably more than 118MPa, more preferably more than 130MPa To further increase, thereby providing the effect of reducing distortion in the manufacturing process of large glass substrates.

본 발명에 따른 알칼리프리 유리는 SiO2, B2O3 및 Al2O3 으로 형성되는 네트워크 구조를 가지며, SiO2+Al2O3+B2O3≥80%, ∑RO(R은 Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn)/Al2O3 는 0.9~1.2(중량비)이다. 여기서, Si는 유리 네트워크의 주요 성분이고, Al3 + 은 RO에 의해 제공되는 자유 산소의 존재 하에 [AlO4] 사면체의 형태로 유리 네트워크에 도입될 수 있다. Si4 + 는 4가(tetravalent)이고 Al3 + 은 3가(trivalent)이므로, Si4 + 가 Al3+ 으로 치환되면 전자가에 불균형이 이루어지고, 따라서 금속 이온이 유리 네트워크로 이끌리게 되어 네트워크의 무결성(完整性) 및 강도를 증가시키며, 이로 인해 유리의 점도 및 연화점(軟化点)이 모두 증가된다.Alkali-free glass according to the present invention has a network structure formed of SiO 2 , B 2 O 3 and Al 2 O 3 , SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 ≥80%, ∑RO (R is Mg , Ca, Sr, Ba, and Zn) / Al 2 O 3 are 0.9 to 1.2 (weight ratio). Here, Si is the main component of the glass network, Al + 3 may be introduced into the glass network in the form of a tetrahedron [AlO 4] in the presence of free oxygen supplied by the RO. Si 4 + is incorrectly 4 (tetravalent) and Al 3 + 3 because the (trivalent), when the Si + 4 is replaced with Al 3+ is an imbalance comprises the electrons, thus the metal ions are drawn to the glass network, the network It increases the integrity and strength of the glass, which increases both the viscosity and softening point of the glass.

자유 산소가 부족할 때 중간 이온들은 일반적으로 다음의 순서대로 네트워크에 도입된다: [BeO4]→[AlO4] →[GaO4] →[BO4] →[TiO4] →[ZnO4]. 그러므로, ∑RO(R은 Mg, Ca, Sr, Ba, Be 및 Zn)/Al2O3 이 0.9~1.2 일 때, Al3 + 이 사면체라는 조건이 우선 충족되며, B은 [BO3] 삼각형을 형성하여 조절작용을 수행하고 과도하게 높은 용융 온도를 방지한다. 바람직한 경우 ∑RO/Al2O3 는 0.9~1 이며, 더욱 바람직한 경우 0.96~1 이다.When free oxygen is deficient, intermediate ions are generally introduced into the network in the following order: [BeO 4 ] → [AlO 4 ] → [GaO 4 ] → [BO 4 ] → [TiO 4 ] → [ZnO 4 ]. Therefore, ΣRO and the condition of (R is Mg, Ca, Sr, Ba, Be , and Zn) / Al 2 O 3 is 0.9 ~ 1.2, Al 3 + a tetrahedron when the first meet, B is an [BO3] triangle To form a control and prevent excessively high melt temperatures. ∑RO / Al 2 O 3 is preferably 0.9 to 1, more preferably 0.96 to 1, in a preferred embodiment.

본 발명에서, SiO2 함량은 54-67% 이다. SiO2 함량의 증가는 유리의 경량화, 낮은 열팽창계수 및 내화학성 향상에 유리한 반면, 고온 점도를 증가시킬 것인데, 이는 제조 측면에 있어 불리하다. 따라서 SiO2 함량을 54~68%로 결정한다.In the present invention, the SiO 2 content is 54-67%. Increasing the SiO 2 content is advantageous for lightening the glass, lowering the coefficient of thermal expansion and improving the chemical resistance, while increasing the high temperature viscosity, which is disadvantageous in terms of manufacturing. Therefore, the SiO 2 content is determined to be 54-68%.

Al2O3 함량은 13~18% 이며, 바람직하게는 15~18% 이다. 높은 Al2O3 함량은 유리의 변형점 및 휨강도의 향상에 유리하지만, 과도한 Al2O3 함량은 쉽사리 유리의 결정화를 야기할 것이다.The Al 2 O 3 content is 13-18%, preferably 15-18%. High Al 2 O 3 content is beneficial for the improvement of the strain point and the bending strength of the glass, but excessive Al 2 O 3 content will easily cause the crystallization of the glass.

B2O3 은 특수한 역할을 하는데, 유리의 개별적 형성을 가능하게 한다는 것이다. 고온 용융의 조건 하에서, B2O3 은 [BO4] 를 형성하기가 어려우며, 그 결과 고온 점도가 감소된다. 낮은 온도에서는, B이 자유 산소를 포획하여 [BO4] 를 형성하고 결정화를 방지하는 경향이 있다. 그러나 과도한 B2O3 은 유리의 변형점을 감소시킨다. 따라서 B2O3 함량은 바람직하게는 7~12% 의 범위, 보다 바람직하게는 8~12% 의 범위로 한다.B 2 O 3 plays a special role, enabling the individual formation of glass. Under the conditions of hot melting, B 2 O 3 is difficult to form [BO 4 ], as a result of which the high temperature viscosity decreases. At low temperatures, B tends to trap free oxygen to form [BO 4 ] and prevent crystallization. However, excessive B 2 O 3 reduces the strain point of the glass. Therefore, the B 2 O 3 content is preferably in the range of 7 to 12%, more preferably in the range of 8 to 12%.

MgO 은 네트워크의 외부를 이루며, Al2O3, B2O3 등의 산화물이 존재하지 않는 경우에만 Mg 이 네트워크에 도입되어 [MgO4] 의 형태로 존재한다. 과도한 MgO는 성긴 구조 및 감소된 밀도 및 경도(硬度)를 초래할 수 있다. MgO는 또한 결정화 경향 및 결정화 속도를 감소시키고 유리의 화학적 안정성 및 기계적 강도를 증가시킬 수 있다. 그러나 과도한 함량이 포함되어서는 안 되는데, 이 경우 유리가 결정화하려는 경향이 있고, 열팽창계수가 과도하게 높게 된다. MgO의 도입이 가지는 또 다른 중요한 역할은, 본 발명의 실시예에서 CaO 함량의 증가로 인한 재료의 물성(점도-온도 특성) 변화에 대해 보완하는 것이다. MgO 함량은 0~1.8% 이며, 바람직하게는 0 내지 <1% 이다.MgO forms the outside of the network, and Mg is introduced into the network and exists in the form of [MgO 4 ] only when oxides such as Al 2 O 3 and B 2 O 3 do not exist. Excessive MgO can lead to sparse structures and reduced density and hardness. MgO can also reduce the crystallization tendency and crystallization rate and increase the chemical stability and mechanical strength of the glass. However, the excessive content should not be included, in which case the glass tends to crystallize and the coefficient of thermal expansion is excessively high. Another important role of the introduction of MgO is to compensate for changes in material properties (viscosity-temperature properties) due to an increase in the CaO content in the embodiment of the present invention. The MgO content is 0-1.8%, preferably 0- <1%.

CaO은 MgO과 유사한 역할을 하고, Ca은 보다 조밀한 유리 구조를 형성하는 효과를 가진다. CaO은 고온 점도를 조절 및 감소시킬 수 있으며, 유리의 변형점을 감소시키지 않으면서도 용융 물성치를 현저히 향상시킬 수 있다. 과도한 CaO은 유리의 내화학성을 감소시킬 수 있다. 여기에서는 CaO 함량이 3~10% 의 범위로, 바람직하게는 4~9%의 범위로 선택된다.CaO plays a role similar to MgO, and Ca has the effect of forming a denser glass structure. CaO can control and reduce the high temperature viscosity and can significantly improve the melt properties without reducing the strain point of the glass. Excessive CaO can reduce the chemical resistance of the glass. Here, the CaO content is selected in the range of 3 to 10%, preferably in the range of 4 to 9%.

RO-SiO2-B2O3-Al2O3 시리즈 유리에서, CaO의 추가적 효과는 CaO/(SrO+BaO+MgO) 비율의 변화가 유리의 휨강도에 미치는 영향에 반영된다. Ca, Mg, Sr 및 Ba은 공동으로 산화제 RO로서 유리의 성분이 되며, ∑RO/Al2O3 는 소정의 범위 내에 결정된다. CaO 함량이 감소되면, 감소된 CaO를 보완하기 위해 SrO 및 BaO를 유리에 추가하여야 한다. CaO/(SrO+BaO+MgO) 비율의 변화에 따라 유리의 휨강도의 극값이 나타난다. 실험에 따르면, CaO/(SrO+BaO+MgO) 비율이 0.3~6의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 0.3~2의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하며, 0.3~0.8의 범위 내에 있는 것이 가장 바람직하다. 이로 인해 유리의 휨강도는 110MPa 을 초과하도록, 보다 바람직하게는 118MPa 을 초과, 가장 바람직하게는 130MPa 를 초과하도록 향상될 수 있다. In RO-SiO 2 -B 2 O 3 -Al 2 O 3 series glass, the additional effect of CaO is reflected in the effect of the change in the CaO / (SrO + BaO + MgO) ratio on the glass's flexural strength. Ca, Mg, Sr and Ba jointly form a component of the glass as the oxidant RO, and? RO / Al 2 O 3 is determined within a predetermined range. If the CaO content is reduced, SrO and BaO must be added to the glass to compensate for the reduced CaO. As the CaO / (SrO + BaO + MgO) ratio changes, the extreme value of the bending strength of glass appears. According to the experiment, the CaO / (SrO + BaO + MgO) ratio is preferably in the range of 0.3 to 6, more preferably in the range of 0.3 to 2, and most preferably in the range of 0.3 to 0.8. Thereby the flexural strength of the glass can be improved to exceed 110 MPa, more preferably above 118 MPa, most preferably above 130 MPa.

SrO과 BaO 는 모두 화학적 안정성 및 결정화에 대한 저항력을 향상시키는 효과를 가지지만, 과도한 SrO 및 BaO는 유리의 밀도 및 열팽창계수의 증가를 야기할 수 있다. SrO과 BaO 모두는 특별히 내화학성을 향상시키는 물성을 가진 성분이며, 두 성분의 총 함량은 0.2% 를 초과하여야 한다. 내화학성의 향상과 관련해서는 SrO과 BaO의 함량이 가능한 한 높은 것이 바람직하지만, 유리의 밀도 및 열팽창계수와 관련해서는 SrO과 BaO의 함량이 가능한 한 낮은 것이 바람직하다. 따라서 SrO과 BaO의 함량은 소정의 범위 내에 있도록 제어되어야 할 것이다. 보다 구체적으로는, SrO 함량을 0.2~8% 로 하고, BaO 함량을 0.1~7% 로 하되, SrO+BaO의 함량은 1~10% 의 범위 내로, 바람직하게는 2~9% 의 범위로, 보다 바람직하게는 2~6% 의 범위로 제어되어야 할 것이다.Both SrO and BaO have the effect of improving chemical stability and resistance to crystallization, but excessive SrO and BaO can cause an increase in the glass's density and coefficient of thermal expansion. Both SrO and BaO are components with particularly improved chemical resistance, and the total content of both components should exceed 0.2%. It is preferable that the content of SrO and BaO is as high as possible with respect to the improvement of chemical resistance, but the content of SrO and BaO is as low as possible with respect to the density of glass and the coefficient of thermal expansion. Therefore, the content of SrO and BaO will have to be controlled to be within a predetermined range. More specifically, the content of SrO is 0.2-8%, the BaO content is 0.1-7%, but the content of SrO + BaO is in the range of 1-10%, preferably in the range of 2-9%, More preferably it should be controlled in the range of 2-6%.

ZnO은 유리의 고온 점도를 감소시키고, 내화학성을 향상시키고, 열팽창계수를 감소시킬 수 있다. 그러나 과도한 ZnO 함량은 유리의 변형점을 감소시킬 수 있다.ZnO can reduce the high temperature viscosity of the glass, improve chemical resistance and reduce the coefficient of thermal expansion. However, excessive ZnO content can reduce the strain point of the glass.

ZrO2 은 효과적으로 유리의 화학적 안정성을 향상시키고, 열팽창계수를 감소시키고, 탄성계수를 현저히 향상시킬 수 있다. 그러나, ZrO2 은 유리 내에 낮은 용해도를 가지는데, 이는 유리의 고온 점도 및 액상온도를 증가시킬 수 있고, 유리의 결정화 경향을 증가시킬 수 있다. ZrO2 은 또한 유리의 내산성(耐酸性), 탄성(彈性), 휨강도 및 열팽창의 물성치를 향상시키는 데 유리하다.ZrO 2 can effectively improve the chemical stability of the glass, reduce the coefficient of thermal expansion, and significantly improve the modulus of elasticity. However, ZrO 2 has a low solubility in glass, which can increase the high temperature viscosity and liquidus temperature of the glass and increase the crystallinity tendency of the glass. ZrO 2 is also advantageous for improving the acid resistance, elasticity, flexural strength and thermal expansion properties of the glass.

LCD를 위한 유리 기판의 조성에서 Fe3 +, Cl- 및 S2 - 의 함량은 가능한 한 낮아야 할 것이다. 본 발명에서는, Fe3 +<0.3%, Cl-<10ppm, S2 -<0.3% 이고, 바람직하게는 Fe3+<0.1%, Cl-<10ppm, S2 -<0.1% 이며, 보다 바람직하게는 Fe3 +<0.05%, Cl-<10ppm, S2-<0.05% 이다.And S 2 - - Fe 3 +, Cl in the composition of the glass substrates for LCD content will be as low as possible. In the present invention, Fe 3 + <0.3%, Cl - <10ppm, S 2 - <0.3% , preferably from Fe 3+ <0.1%, Cl - <10ppm, S 2 - , and <0.1%, more preferably is Fe 3 + <0.05%, Cl - < is 10ppm, S 2- <0.05%.

이하, 실시예들을 참조하여 본 발명을 더 설명하기로 한다. 실시예들은 예시적으로 사용되고 본 발명을 설명하는 데 사용될 뿐, 본 발명을 어떠한 방식으로도 한정하는 것은 아님을 이해할 것이다.Hereinafter, the present invention will be further described with reference to embodiments. It is to be understood that the examples are used by way of example only and to illustrate the invention, but do not limit the invention in any way.

본 발명의 실시예들이 표 1 내지 3에 나타나 있다. 각 재료의 양은 표에 열거된 바와 같으며, 각 실시예에서 재료의 총량은 약 300kg이다. 재료들은 균일하게 혼합되고 내화성 재료의 용기1에 도입된다. 용기1의 온도는 줄(Joule) 발열에 의해 1500~1600℃ 로 가열되는데, 1620℃ 를 초과하지 않도록 한다. 4시간의 반응 이후, 재료들은 전극에 의해 1640℃ 로 가열된 용기2 내부로 도입되며, 약 60분간 보온되되, 75분을 초과하지 않도록 한다. 이어서, 용기2의 온도는 1600℃ 로 감소되고 60분간 보온되되, 120분을 초과하지 않도록 한다. 보온 후, 용융된 유리는 금속 몰드 내로 속히 부어지고 냉각되어 기판(100mm*200mm*10mm)으로 형성되며 어닐링이 가해진다. 유리 샘플의 기포 함량을 검사하여 각 유리 샘플의 탄성계수, 중량손실, 휨강도, 변형점 온도, 액상온도, 경성 및 열팽창계수 등에 대한 물성치를 획득한다.Embodiments of the invention are shown in Tables 1-3. The amount of each material is as listed in the table, and in each example the total amount of material is about 300 kg. The materials are uniformly mixed and introduced into container 1 of the refractory material. The temperature of Vessel 1 is heated to 1500 ~ 1600 ℃ by Joule heating, but it should not exceed 1620 ℃. After 4 hours of reaction, the materials are introduced into vessel 2 heated to 1640 ° C. by the electrode and kept warm for about 60 minutes, but not to exceed 75 minutes. The temperature of vessel 2 is then reduced to 1600 ° C. and kept for 60 minutes, but not to exceed 120 minutes. After warming, the molten glass is quickly poured into a metal mold and cooled to form a substrate (100mm * 200mm * 10mm) and annealed. Examine the bubble content of the glass samples to obtain physical properties for the elastic modulus, weight loss, flexural strength, strain point temperature, liquidus temperature, stiffness and thermal expansion coefficient of each glass sample.

  실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 SiO2 SiO 2 54.50 54.50 54.50 54.50 60.50 60.50 61.00 61.00 56.20 56.20 67.3 67.3 58.00 58.00 Al2O3 Al 2 O 3 17.10 17.10 17.00 17.00 12.10 12.10 11.90 11.90 16.00 16.00 10.9 10.9 14.00 14.00 B2O3 B 2 O 3 11.00 11.00 11.10 11.10 10.00 10.00 9.58 9.58 11.80 11.80 8.5 8.5 12.50 12.50 MgOMgO 1.80 1.80 1.70 1.70 0.56 0.56 0.70 0.70 1.20 1.20 0.40 0.40 1.02 1.02 CaOCaO 7.90 7.90 7.40 7.40 6.70 6.70 6.50 6.50 6.80 6.80 4.6 4.6 5.20 5.20 SrOSrO 7.10 7.10 6.60 6.60 4.60 4.60 4.20 4.20 5.00 5.00 2.7 2.7 5.20 5.20 BaOBaO 0.10 0.10 1.30 1.30 4.00 4.00 4.40 4.40 2.09 2.09 2.8 2.8 2.98 2.98 ZnOZnO 0.20 0.20 0.00 0.00 0.40 0.40 0.45 0.45 0.32 0.32 0.60 0.60 0.36 0.36 ZrO2 ZrO 2 0.10 0.10 0.15 0.15 0.54 0.54 0.62 0.62 0.24 0.24 1.30 1.30 0.30 0.30 SnO+SnO2 SnO + SnO 2 0.20 0.20 0.25 0.25 0.60 0.60 0.65 0.65 0.35 0.35 0.90 0.90 0.44 0.44 MgO+SrO+BaOMgO + SrO + BaO 9.20 9.20 9.60 9.60 9.16 9.16 9.30 9.30 8.30 8.30 5.90 5.90 9.22 9.22 CaO/(MgO+SrO+Ba)CaO / (MgO + SrO + Ba) 0.88 0.88 0.77 0.77 0.73 0.73 0.70 0.70 0.82 0.82 0.780.78 0.57 0.57 광투과율(T550)Light transmittance (T550) 9292 9595 93 93 90 90 93 93 93 93 96 96 변형점(℃)Strain point (℃) 638 638 640 640 654 654 656 656 650 650 665 665 652 652 열팽창계수(×10-7/℃)Thermal expansion coefficient (× 10 -7 / ℃) 39.10 39.10 39.15 39.15 36.21 36.21 36.32 36.32 38.80 38.80 37.60 37.60 38.70 38.70 휨강도(MPa)Flexural strength (MPa) 116116 117117 120120 119119 116116 116116 123123 액상온도(℃)Liquid Temperature (℃) 1120 1120 1125 1125 1125 1125 1128 1128 1158 1158 1152 1152 1165 1165 밀도(g/cm3)Density (g / cm 3) 2.6450 2.6450 2.6370 2.6370 2.5520 2.5520 2.5310 2.5310 2.5970 2.5970 2.3620 2.3620 2.5740 2.5740 탄성계수(GPa)Modulus of elasticity (GPa) 72 72 72 72 73 73 76 76 70 70 75 75 74 74 유리 kg당 기포 수Number of bubbles per kg of glass 0.20 0.20 0.50 0.50 0.30 0.30 0.70 0.70 0.20 0.20 0.80 0.80 0.20 0.20

  실시예 8Example 8 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 실시예 12Example 12 실시예 13Example 13 실시예 14Example 14 SiO2 SiO 2 58.30 58.30 67.5 67.5 67.8 67.8 55.00 55.00 55.60 55.60 61.60 61.60 61.00 61.00 Al2O3 Al 2 O 3 12.80 12.80 12.5 12.5 13.2 13.2 17.00 17.00 16.80 16.80 11.50 11.50 12.00 12.00 B2O3 B 2 O 3 10.20 10.20 8.45 8.45 7.6 7.6 11.20 11.20 11.30 11.30 9.40 9.40 8.00 8.00 MgOMgO 0.46 0.46 0.88 0.88 0.20 0.20 1.40 1.40 1.30 1.30 0.76 0.76 0.80 0.80 CaOCaO 8.00 8.00 4.9 4.9 4.7 4.7 7.30 7.30 7.00 7.00 6.00 6.00 15.0 15.0 SrOSrO 6.00 6.00 1.6 1.6 0.6 0.6 5.70 5.70 5.30 5.30 4.10 4.10 2.65 2.65 BaOBaO 3.00 3.00 1.8 1.8 2.3 2.3 1.60 1.60 1.80 1.80 4.75 4.75 0.10 0.10 ZnOZnO 0.39 0.39 0.80 0.80 0.90 0.90 0.30 0.30 0.35 0.35 0.50 0.50 0.30 0.30 ZrO2 ZrO 2 0.40 0.40 1.42 1.42 1.50 1.50 0.20 0.20 0.22 0.22 0.69 0.69 0.0 0.0 SnO+SnO2 SnO + SnO 2 0.45 0.45 0.15 0.15 1.20 1.20 0.30 0.30 0.33 0.33 0.70 0.70 0.15 0.15 MgO+SrO+BaOMgO + SrO + BaO 9.46 9.46 4.28 4.28 3.10 3.10 8.70 8.70 8.40 8.40 9.61 9.61 3.55 3.55 CaO/(MgO+SrO+Ba)CaO / (MgO + SrO + Ba) 0.85 0.85 1.14 1.14 1.52 1.52 0.84 0.84 0.83 0.83 0.62 0.62 4.2 4.2 광투과율(T550)Light transmittance (T550) 9191 93 93 93 93 92.5 92.5 93 93 94 94 93 93 변형점(℃)Strain point (℃) 648 648 667 667 667 667 645 645 649 649 657 657 646 646 열팽창계수(×10-7/℃)Thermal expansion coefficient (× 10 -7 / ℃) 36.41 36.41 36.54 36.54 36.51 36.51 38.80 38.80 38.82 38.82 36.25 36.25 42.80 42.80 휨강도(MPa)Flexural strength (MPa) 120120 109109 105105 118118 118118 124124 101101 액상온도(℃)Liquid Temperature (℃) 1140 1140 1205 1205 1170 1170 1136 1136 1160 1160 1176 1176 1179 1179 밀도(g/cm3)Density (g / cm 3) 2.5700 2.5700 2.3830 2.3830 2.3820 2.3820 2.6140 2.6140 2.6120 2.6120 2.5200 2.5200 2.4900 2.4900 탄성계수(GPa)Modulus of elasticity (GPa) 76 76 73 73 75 75 75 75 76 76 77 77 76 76 유리 kg당 기포 수Number of bubbles per kg of glass 0.20 0.20 0.90 0.90 1.10 1.10 0.30 0.30 0.30 0.30 0.40 0.40 0.20 0.20

  실시예 15Example 15 실시예 16Example 16 실시예 17Example 17 실시예 18Example 18 실시예 19Example 19 실시예 20Example 20 실시예 21Example 21 SiO2 SiO 2 67.0 67.0 58.50 58.50 67.2 67.2 67.4 67.4 57.40 57.40 59.20 59.20 68.0 68.0 Al2O3 Al 2 O 3 11.0 11.0 12.30 12.30 11.5 11.5 10.8 10.8 14.70 14.70 12.50 12.50 8.1 8.1 B2O3 B 2 O 3 8.6 8.6 10.40 10.40 8.9 8.9 9.0 9.0 12.20 12.20 10.00 10.00 12.0 12.0 MgOMgO 0.45 0.45 0.48 0.48 0.34 0.34 0.35 0.35 1.09 1.09 0.52 0.52 0.16 0.16 CaOCaO 4.8 4.8 7.80 7.80 4.2 4.2 5.0 5.0 5.60 5.60 7.40 7.40 4.9 4.9 SrOSrO 3.0 3.0 5.60 5.60 2.6 2.6 1.9 1.9 5.40 5.40 5.20 5.20 2.9 2.9 BaOBaO 3.0 3.0 3.64 3.64 2.5 2.5 2.6 2.6 2.61 2.61 3.78 3.78 0.1 0.1 ZnOZnO 0.55 0.55 0.36 0.36 0.64 0.64 0.70 0.70 0.34 0.34 0.40 0.40 1.00 1.00 ZrO2 ZrO 2 0.82 0.82 0.42 0.42 1.20 1.20 1.30 1.30 0.26 0.26 0.47 0.47 1.54 1.54 SnO+SnO2 SnO + SnO 2 0.78 0.78 0.50 0.50 0.92 0.92 0.95 0.95 0.40 0.40 0.53 0.53 1.30 1.30 MgO+SrO+BaOMgO + SrO + BaO 6.45 6.45 9.68 9.68 5.45 5.45 4.854.85 9.09 9.09 9.52 9.52 3.15 3.15 CaO/(MgO+SrO+Ba)CaO / (MgO + SrO + Ba) 0.74 0.74 0.81 0.81 0.77 0.77 1.04 1.04 0.62 0.62 0.77 0.77 1.56 1.56 광투과율(T550)Light transmittance (T550) 9595 95 95 9292 93 93 93 93 94 94 93 93 변형점(℃)Strain point (℃) 665 665 649 649 666 666 665 665 650 650 652 652 668 668 열팽창계수(×10-7/℃)Thermal expansion coefficient (× 10 -7 / ℃) 37.80 37.80 36.38 36.38 36.50 36.50 36.52 36.52 38.74 38.74 36.24 36.24 36.53 36.53 휨강도(MPa)Flexural strength (MPa) 115115 114114 113113 109109 118118 117117 107107 액상온도(℃)Liquid Temperature (℃) 1210 1210 1100 1100 1185 1185 1191 1191 1162 1162 1120 1120 1200 1200 밀도(g/cm3)Density (g / cm 3) 2.4900 2.4900 2.5690 2.5690 2.3850 2.3850 2.3830 2.3830 2.5860 2.5860 2.5620 2.5620 2.3810 2.3810 탄성계수(GPa)Modulus of elasticity (GPa) 75 75 78 78 76 76 78 78 71 71 75 75 74 74 유리 kg당 기포 수Number of bubbles per kg of glass 0.70 0.70 0.30 0.30 0.70 0.70 0.70 0.70 0.20 0.20 0.40 0.40 0.80 0.80

이상 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 실시예들이 전술한 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상에서 벗어나지 않고도 다양한 수정 또는 균등 치환이 가능하며 그러한 수정 또는 치환은 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범위에 속한다는 것을 이해할 것이다.
While the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, it should not be understood that the embodiments of the present invention are limited to the above-described embodiments. Those skilled in the art will understand that various modifications or equivalent substitutions may be made without departing from the spirit of the present invention and such modifications or substitutions fall within the scope of the present invention as defined by the appended claims.

Claims (8)

플랫 패널 디스플레이를 위한 알칼리프리 유리로서,
상기 유리는 중량비로 54~68% 의 SiO2, 10.8~17.1% 의 Al2O3, 7.6~12.5% 의 B2O3, 0.2~1.8% 의 MgO, 4.2~8% 의 CaO, 0.6~7.1% 의 SrO, 0.1~5% 의 BaO, 0.2~1% 의 ZnO, 0.01~1.54% 의 ZrO2 및 0.2~1.3% 의 SnO+SnO2 로 구성되는 것을 특징으로 하는 알칼리프리 유리.
Alkali-free glass for flat panel displays,
The glass has a weight ratio of 54-68% SiO 2 , 10.8-17.1% Al 2 O 3 , 7.6-12.5% B 2 O 3 , 0.2-1.8% MgO, 4.2-8% CaO, 0.6-7.1 An alkali-free glass comprising% SrO, 0.1-5% BaO, 0.2-1% ZnO, 0.01-1.54% ZrO 2 and 0.2-1.3% SnO + SnO 2 .
제 1 항에 있어서,
상기 유리에서 MgO+SrO+BaO 의 중량비는 0~12% 인 것을 특징으로 하는 알칼리프리 유리.
The method of claim 1,
Alkali-free glass, characterized in that the weight ratio of MgO + SrO + BaO in the glass is 0-12%.
제 1 항에 있어서,
상기 유리의 광투과율은 93~97 인 것을 특징으로 하는 알칼리프리 유리.
The method of claim 1,
The light transmittance of the said glass is 93-97, The alkali free glass characterized by the above-mentioned.
제 1 항에 있어서,
상기 유리의 변형점은 650~685℃ 인 것을 특징으로 하는 알칼리프리 유리.
The method of claim 1,
Strain point of the glass is alkali-free glass, characterized in that 650 ~ 685 ℃.
제 1 항에 있어서,
상기 유리의 열팽창계수는 0~300℃ 의 범위에서 30×10-7/℃ 내지 40×10-7/℃ 인 것을 특징으로 하는 알칼리프리 유리.
The method of claim 1,
The coefficient of thermal expansion of the glass is an alkali-free glass, characterized in that 30 × 10 -7 / ℃ to 40 × 10 -7 / ℃ in the range of 0 ~ 300 ℃.
제 3 항에 있어서,
상기 유리의 액상온도는 1110~1210℃ 인 것을 특징으로 하는 알칼리프리 유리.
The method of claim 3, wherein
The liquidus temperature of the glass is 1110 ~ 1210 ℃ alkali-free glass, characterized in that.
제 1 항에 있어서,
상기 유리의 밀도는 2.300~2.550g/cm3 인 것을 특징으로 하는 알칼리프리 유리.
The method of claim 1,
Alkali free glass, characterized in that the density of the glass is 2.300 ~ 2.550g / cm 3 .
제 1 항의 알칼리프리 유리를 제조하는 방법으로서,
(1) 상기 유리의 원료의 성분은 중량비로 54~67% 의 SiO2, 13~18% 의 Al2O3, 7~12% 의 B2O3, 0~1.8% 의 MgO, 3~10% 의 CaO, 0.2~8% 의 SrO, 0.1~7% 의 BaO, 0.001~1.5% 의 ZnO, 0.001~1.0% 의 ZrO2 및 0.01~1.0% 의 정제제이며;
(2) 상기 (1)단계에 따른 원료는 1500~1620℃ 의 온도 범위에서 4 시간 동안 온전히 반응시켜져 비금속 내화성 재료의 제1 용기 내에서 유리 용액이 획득되고, 상기 유리 용액은 제2 용기로 도입되며;
(3) 상기 제2 용기 내의 상기 유리 용액은 1640℃ 에서 40~75분 동안 보온되고, 1600℃ 에서 40~120분 동안 보온되며;
(4) 상기 (3)단계에서 획득되는 용액은 금속 몰드에 도입되고 냉각되어 평판으로 형성된 후 어닐링(退火)되어 상기 알칼리프리 유리가 획득되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리프리 유리를 제조하는 방법.
As a method of manufacturing the alkali-free glass of claim 1,
(1) The components of the glass raw material are 54 to 67% of SiO 2 , 13 to 18% of Al 2 O 3 , 7 to 12% of B 2 O 3 , 0 to 1.8% of MgO, and 3 to 10 by weight. % CaO, 0.2-8% SrO, 0.1-7% BaO, 0.001-1.5% ZnO, 0.001-1.0% ZrO 2 and 0.01-1.0% purifying agent;
(2) The raw material according to the step (1) is reacted intact for 4 hours in the temperature range of 1500 ~ 1620 ° C to obtain a glass solution in the first container of the non-metal refractory material, the glass solution to the second container Introduced;
(3) the glass solution in the second vessel was insulated at 1640 ° C. for 40-75 minutes and at 1600 ° C. for 40-120 minutes;
(4) The solution obtained in the step (3) is introduced into a metal mold and cooled to form a flat plate and then annealed to produce the alkali-free glass, characterized in that it comprises the step of obtaining the alkali-free glass Way.
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